Урок: Безопасность и защита

Безопасность и защита в операционных системах играют важную роль в обеспечении конфиденциальности, целостности и доступности данных. В этом уроке мы рассмотрим механизмы защиты информации, контроль доступа и модели безопасности, а также методы аутентификации и авторизации.

1. Защита файловой системы:
• Контроль доступа к файлам и каталогам.
• Разделение прав на чтение, запись и выполнение.
2. Шифрование данных:
• Шифрование данных для защиты от несанкционированного доступа.
• Примеры: симметричное и асимметричное шифрование.
3. Защита памяти:
• Изоляция памяти процессов для предотвращения несанкционированного доступа.
• Механизмы: виртуальная память и защита страниц.
4. Контроль целостности:
• Проверка целостности файлов и системных компонентов.
• Использование хэш-функций для проверки целостности данных.

Пример управления доступом на уровне файловой системы в Unix
import os

# Установка прав доступа
os.chmod('example.txt', 0o644)  # rw-r--r--

# Проверка прав доступа
print(oct(os.stat('example.txt').st_mode)[-3:])  # Выводит: 644

Пример настроек MAC (SELinux)
# Команда для отображения текущего контекста SELinux
$ ls -Z example.txt

# Команда для изменения контекста SELinux
$ chcon -t httpd_sys_content_t example.txt

Пример реализации RBAC в Python
roles = {
    'admin': {'read', 'write', 'execute'},
    'user': {'read'},
}

def check_access(role, permission):
    return permission in roles.get(role, set())

# Проверка доступа
print(check_access('admin', 'write'))  # True
print(check_access('user', 'write'))  # False

Пример хэширования паролей с использованием hashlib
import hashlib

def hash_password(password):
    return hashlib.sha256(password.encode()).hexdigest()

# Хэширование пароля
hashed_password = hash_password('mypassword')
print(hashed_password)

Пример авторизации на основе ролей
users = {
    'alice': 'admin',
    'bob': 'user',
}

def authorize(username, permission):
    role = users.get(username)
    if role:
        return check_access(role, permission)
    return False

# Проверка авторизации
print(authorize('alice', 'write'))  # True
print(authorize('bob', 'write'))  # False

Практическое задание

Пример выполнения практического задания

## Задание 1: Основные механизмы защиты информации в ОС

### Защита файловой системы
- Контроль доступа к файлам и каталогам.
- Разделение прав на чтение, запись и выполнение.

### Шифрование данных
- Шифрование данных для защиты от несанкционированного доступа.
- Примеры: симметричное и асимметричное шифрование.

### Защита памяти
- Изоляция памяти процессов для предотвращения несанкционированного доступа.
- Механизмы: виртуальная память и защита страниц.

### Контроль целостности
- Проверка целостности файлов и системных компонентов.
- Использование хэш-функций для проверки целостности данных.

## Задание 2: Примеры использования моделей безопасности

### DAC (Дискреционный контроль доступа)
```python
import os

# Установка прав доступа
os.chmod('example.txt', 0o644)  # rw-r--r--

# Проверка прав доступа
print(oct(os.stat('example.txt').st_mode)[-3:])  # Выводит: 644

Пример настроек MAC (SELinux)
# Команда для отображения текущего контекста SELinux
$ ls -Z example.txt

# Команда для изменения контекста SELinux
$ chcon -t httpd_sys_content_t example.txt

roles = {
    'admin': {'read', 'write', 'execute'},
    'user': {'read'},
}

def check_access(role, permission):
    return permission in roles.get(role, set())

# Проверка доступа
print(check_access('admin', 'write'))  # True
print(check_access('user', 'write'))  # False

import hashlib

def hash_password(password):
    return hashlib.sha256(password.encode()).hexdigest()

# Хэширование пароля
hashed_password = hash_password('mypassword')
print(hashed_password)

roles = {
    'admin': {'read', 'write', 'execute'},
    'user': {'read'},
}

users = {
    'alice': 'admin',
    'bob': 'user',
}

def check_access(role, permission):
    return permission in roles.get(role, set())

def authorize(username, permission):
    role = users.get(username)
    if role:
        return check_access(role, permission)
    return False

# Проверка авторизации
print(authorize('alice', 'write'))  # True
print(authorize('bob', 'write'))  # False